基于DSP的水轮机调速器冗余技术探讨及控制器设计

发布时间：2017-11-21 19:00

  本文关键词：基于DSP的水轮机调速器冗余技术探讨及控制器设计

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【摘要】：水轮机调速器是水力发电机组中一个重要的组成部分,也可以说是水力发电机组中的核心,其性能的好坏、控制精度的高低等因素直接影响水轮机的工作状态,从而影响电能的品质,其中水轮机调速系统是水利发电机组安全稳定运行的前提,水轮机调速器的控制策略也是水力发电机组控制策略的一部分[3],当代,随着控制技术、电力电子技术、自动化技术等学科趋于飞速发展及电子器件的不断诞生及运用,水轮机调速器的技术也得到了高速的发展,其经历了由单一到复杂、机械化到电气化等发展,即自动化程度越来越高,对于中、小型水轮机调速器而言,传统水轮机调速系统的性能过于简单、抗故障能力差等因素[5],为解决这个问题,我们提出来一种冗余技术,这种技术是一种实用性的新型技术,在很多中、小型水力发电站推广并应用。本文全面系统的介绍了水力发电机中水轮机调速系统的现状和发展、水轮机系统和发电机系统的结构、组成和原理、控制策略的分析和仿真、电液压控制的冗余技术及仿真[4],完成了基于32位DSP的微机调速控制器软、硬件设计。重点介绍了水轮机调速系统的控制策略及建模仿真、电液控制系统冗余技术(主要针对传感器异常和阀芯卡涩)及仿真[6]。同时,确定了水轮机调速器的硬件结构,完成水轮机调速器硬件系统设计,控制芯片选用TMS320F2812型号的DSP芯片作为水轮机调速系统的微机控制芯片,充分利用DSP芯片丰富的接口并满足系统要求[12],用Altium Designer软件设计系统各模块的外围接口电路。针对水轮机调速系统控制软件设计,充分利用DSP芯片通用输入/输出多路复用器GPIO、CPU定时器、X2812中断系统、事件管理器EV及数/模转换器ADC等模块完成水轮机调速系统各个模块的编程。最后,论文介绍了基于上述设计的样机系统,并在样机系统上完成了硬件测试和部分软件测试,实验测试结果表明,本文所设计的基于DSP的水轮机调速控制器及其冗余技术,提高了系统的抗干扰能力和可靠性,保证了水力发电机组在实际中的可靠、稳定的运行。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM312

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本文编号：1211923